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  • 생검 없이 혈액검사로 악성 암 재발 여부 조기 예측한다

    생검 없이 혈액검사로 악성 암 재발 여부 조기 예측한다

    과학기술의 발달로 많은 질병이 정복되고 있다. 덕분에 과거 불치의 병으로 알려진 암도 관리할 수 있는 질병이라는 인식이 자리 잡았다. 그렇지만, 환자들에게 암 선고는 여전히 사망선고처럼 받아들여지고 있고, 완전 정복까지는 길이 멀다. 치료 후 완치 판정을 받은 암 환자들도 가장 걱정하는 것은 재발 우려다. 국내 연구진이 혈액 검사만으로도 여성 암 중 가장 치명적인 암의 재발 위험을 조기에 발견할 수 있는 방법을 찾아내 주목받고 있다. 한국기초과학지원연구원 디지털오믹스연구부, 연세대 의대, 기계공학과, 성신여대 바이오신약의과학부 공동 연구팀은 생검이 아닌 혈액 검사를 통해 치료가 어렵고 예후가 좋지 않은 악성 암 중 하나로 꼽히는 삼중음성유방암의 재발을 조기에 예측할 수 있는 기술을 개발했다고 7일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명과학 및 의학 분야 국제 학술지 ‘엑소좀’(Journal of Extracellular Vesicles)에 실렸다. 삼중음성유방암은 표적 항암제가 작용하는 3가지 수용체가 모두 없는 유형으로 다른 유방암보다 전이나 재발 위험이 커 예후 예측이 중요하다. 연구팀은 혈액 내 종양 마커 측정, 유방 촬영술, 초음파나 자기공명영상(MRI) 등 영상진단, 생검 같은 침습적 조직 검사의 한계를 극복하기 위해 독자적인 미세유체 칩 기반 엑소좀 분리 기술을 개발했다. 이 기술을 기계학습 기반 알고리즘을 활용해 진단 성능을 높였다. 그 결과, 유방암 환자의 혈액에서 추출한 종양 유래 엑소좀 단백체를 심층 분석해, ECM1, MBL2, BTD, RAB5C 4종의 단백질이 삼중음성유방암 재발과 예후 예측에 중요한 역할을 하는 바이오마커 후보라는 것을 입증했다. 4종의 단백질로 구성된 ‘tdEV 단백질 점수’를 활용한 삼중음성유방암 진단에서 높은 진단 성능 지표를 보이는 것을 확인했다. 이들 단백질 조합은 재발 위험 예측과 생존율 분석에서도 유의미한 상관성을 보였으며, 혈액 기반 분석과 같은 방식으로 확인할 수 있어 신뢰할 수 있는 암 진단과 모니터링 도구로 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 실제로 삼중음성유방암 환자군에서 민감도 90%, 특이도 95%에 달하는 높은 진단 성능을 보였다. 연구를 이끈 정영호 기초과학지원연 박사는 “이번 연구는 단백질 기반 액체생검이 실제 임상 진단에 활용될 수 있음을 보여줬다는 데 의미가 크다”며 “이번 기술을 활용하면 치료 후 재발 위험이 큰 삼중음성유방암 환자들에게 비침습적인 방법으로 조기에 재발을 예측하고, 이를 통해 정밀의학 기반의 맞춤형 사전 대응이 가능해질 것으로 기대된다”고 말했다.
  • 말귀 못 알아먹는 사람, 알고 보니… [달콤한 사이언스]

    말귀 못 알아먹는 사람, 알고 보니… [달콤한 사이언스]

    요즘은 ‘말’을 잘하는 사람이 주목받는 세상이다. 대중 앞에서 말을 하는 것은 물론 상대와 대화할 때도 분위기를 부드럽게 이끌어가는 사람이 있는가 하면 대화가 끝난 뒤 이상하게 기분 나쁘게 만드는 사람도 있다. 과연 대화에서 중요한 것은 무엇일까. 말의 내용일까, 아니면 말의 형식일까. 뇌 인지 과학자들이 대화에 있어서 중요한 요소를 새로 밝혀내 눈길을 끈다. 미국 위스콘신-메디슨대 언어 신경과학 연구실, 피츠버그대 의대 신경외과, 정신건강의학과, 생체공학과, 신경과학 연구센터, 텍사스 오스틴대 신경언어학 연구실, 노스웨스턴대 커뮤니케이션과학 및 장애학과, 프랑스 엑스 마르세이유대 공동 연구팀은 뇌 분석을 통해 사람들이 대화할 때 중요한 것은 뭐라고 말하느냐가 아니라 ‘어떻게 말하는가’라는 사실을 규명했다고 7일 밝혔다. 이 연구 결과는 기초 과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 3월 3일 자에 실렸다. 연구팀은 중증 뇌전증 때문에 언어 기능을 담당하는 뇌 피질 깊은 곳에 전극을 이식받는 수술을 한 청소년 환자 11명을 대상으로 청각 정보 처리, 특히 뇌가 말의 억양을 어떻게 해석하는지 조사했다. 일반적으로 언어 소통 연구는 비침습적 방법을 사용하는데, 일반인을 대상으로도 실험할 수 있지만, 정확도가 떨어진다. 그렇지만, 뇌전증 환자들은 뇌 깊이 전극을 이식받았기 때문에 뇌의 움직임과 변화를 더 정확하게 파악할 수 있다. 연구팀은 실험 대상자들에게 다양한 버전의 ‘이상한 나라의 앨리스’ 오디오북을 들려주면서, 뇌 활동을 실시간으로 추적 조사했다. 분석 결과, ‘헤슬 이랑’(Heschl’s gyrus)이라고 알려진 청각 처리 뇌 영역이 음성의 미묘한 음높이 변화를 단순한 소리가 아니라 의미 있는 언어 단위로 인식해 처리한다는 것을 발견했다. 해슬 이랑이 말속 억양을 분석해 강조점, 의도, 초점을 이해하는 데 도움을 준다는 말이다. 헤슬 이랑은 오랫동안 단순히 들려오는 소리를 처리하는 영역으로만 알려졌다. 이는 그동안 청각 정보를 처리하고 억양을 인지해 언어를 이해하는 부위는 상측두회(superior temporal gyrus)라는 통념을 뒤집는 것이다. 연구팀은 비인간 영장류를 대상으로 비슷한 연구를 실시했지만, 이들의 뇌는 같은 음향 정보를 받아들이더라도 인간과 같이 처리하지 못하는 것으로 나타났다. 연구를 이끈 바라스 찬드라세카란 노스웨스턴대 교수는 “이번 연구는 의미를 전달하는 음높이의 미세한 변이가 뇌에서 어떻게 처리되는지를 조사한 첫 연구”라며 “초기 억양 처리를 이해하면 자폐증, 뇌졸중 환자의 억양 장애, 언어 학습 등에 새로운 방향을 제시할 수 있을 것”이라고 말했다. 또 이번 연구는 인공 지능 기반 음성 인식 시스템이 억양을 더 잘 처리할 수 있도록 도울 것이라고 덧붙였다.
  • 뇌 나이 궁금하면 ‘인공지능’에 물어봐 [사이언스 브런치]

    뇌 나이 궁금하면 ‘인공지능’에 물어봐 [사이언스 브런치]

    평균 연령과 기대 수명이 늘어나면서 많은 사람은 얼마나 더 건강하게 멀쩡한 정신을 갖고 살 수 있는지에 관심이 크다. 그렇지만, 나이가 들면서 가장 큰 걱정인 치매나 파킨슨병처럼 퇴행성 뇌 질환은 여전히 정복되지 않고 있다. 이런 상황에서 정확한 뇌 나이를 측정해 노화에 따른 뇌 기능 저하를 예방할 수 있는 방법이 나와 눈길이 쏠린다. 미국 서던 캘리포니아대(USC) 전자·컴퓨터공학과, 의생명공학과, 의대 노인학과, 계량·전산 생물학과, 영국 킹스 칼리지 런던 정신의학과 공동 연구팀은 뇌가 얼마나 빨리 노화되고 있는지 측정해 인지 저하와 치매를 예방하고 치료할 수 있는 인공지능(AI) 모델을 개발했다고 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 2월 25일 자에 실렸다. 뇌 노화가 빠를수록 인지 장애 위험이 커진다. 보통 생물학적 나이를 측정할 때는 혈액을 채취해 후성유전학적 노화와 DNA 메틸화 정도를 살핀다. 그렇지만, 혈액 표본으로 뇌의 생물학적 나이를 측정하는 것은 부정확하다는 단점이 있다. 뇌와 혈관 사이에 장벽 때문에 혈액 세포가 뇌로 들어갈 수 없기 때문이다. 환자의 뇌에서 직접 표본을 채취하는 방법이 있기는 하지만, 수술이 필요하기 때문에 일반인의 뇌 조직을 채취한다는 것은 현실적으로 불가능하다. 이에 연구팀은 뇌 자기공명영상(MRI) 사진을 분석해 머리를 열지 않는 비침습적 방법으로 뇌 나이를 측정하는 방법을 고안해냈다. 이번에 개발한 ‘3차원 합성곱 신경망’(3D-CNN) 기술은 정상 성인남녀 3000명의 MRI 영상으로 훈련하고 검증됐다. 이전에 나온 AI 모델들은 환자의 뇌 영상으로 실제 나이보다 “얼마나 더 늙었는지”를 알려줄 수 있지만, 삶의 어느 단계에서 발생했는지, 노화 속도는 어떤지를 알 수 없었다. 연구팀은 3D-CNN을 인지적으로 건강한 성인 남녀 104명과 알츠하이머 환자 140명에게 적용했다. 그 결과, 측정값이 기존 인지 테스트 결과와 일치하는 것이 확인됐다. 또 특정 뇌 영역의 노화 속도가 성별에 따라 다르다는 것이 관찰됐는데, 이는 남성과 여성이 알츠하이머를 포함한 퇴행성 뇌신경질환 발병률이 다른 이유를 설명해준다고 연구팀은 설명했다. 뇌 노화 속도가 빠를수록 기억력, 실행 속도, 실행 기능, 처리 속도를 포함한 인지기능 저하 속도도 높아질 가능성이 크다는 것이 재확인됐다. 연구를 이끈 안드레이 이리미아 USC 교수는 “이번에 개발한 기술은 뇌 나이만 측정하는 것이 아니라 뇌 노화 속도가 빨라지고 있는지, 느려지는지와 관련한 신경해부학적 변화를 정확하게 파악할 수 있다”라며 “이번 기술을 더욱 발전시켜 알츠하이머 발병 위험을 정확한 수치로 나타낼 수 있는 인공지능을 개발하려 하고 있다”라고 말했다.
  • ‘이것’ 보면 뇌졸중 정확히 예측할 수 있다 [사이언스 브런치]

    ‘이것’ 보면 뇌졸중 정확히 예측할 수 있다 [사이언스 브런치]

    뇌졸중은 고혈압, 고지혈, 잘못된 식습관, 흡연 같은 요인으로 발생하는 질병으로, 전 세계적으로 매년 약 1500만 명의 환자가 발생하고, 연간 670만 명이 사망하는 것으로 알려져 있다. 뇌졸중은 발병 위험을 사전에 예측하고 대비하면 충분히 예방할 수 있는 질환이라고 전문가들은 조언한다. 과학자들이 뇌졸중 위험을 높은 정확도로 예측할 수 있는 새로운 방법을 개발해 눈길을 끈다. 호주 왕립 빅토리아 시청각 병원, 멜버른대 의대, 모나쉬대, 미국 하버드대 의대, 중국 베이징 통렌병원, 홍콩 폴리테크닉대, 시각 연구센터(CEVR) 공동 연구팀은 눈 뒤쪽 빛에 민감한 조직층인 망막의 혈관 지문으로 뇌졸중 위험을 정확히 예측할 수 있다고 밝혔다. 특히 이번에 개발한 기술은 침습적 검사 없이도 기존 방법만큼이나 정확히 뇌졸중 위험을 예측할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘심장학’ 1월 14일 자에 실렸다. 연구팀은 대규모 생물학 및 의학 분야 데이터베이스인 영국 바이오뱅크 참여자 중 6만 8753명의 안저 이미지에서 망막 혈관 구조의 5개 범주에서 30개 지표를 분석해, 평균 12.5년 동안 추적 관찰했다. 연구팀이 주목한 5개 범주는 정맥과 동맥의 구경(길이, 지름, 비율), 밀도, 꼬임 정도, 분기 각도, 복잡성이다. 또 연구팀은 잠재적으로 뇌졸중 위험을 높일 수 있는 위험 요인인 인구통계학적 요인, 사회경제학적 요인, 생활방식, 혈압, 콜레스테롤, HbA1c(혈당 지표), 체질량(BMI) 등 건강 매개변수도 고려했다. 추적 기간에 749명의 뇌졸중 환자가 발생했다. 이들은 대부분 나이가 많은 남성으로 흡연 중이며, 당뇨를 앓고 있는 경향이 있으며, 체중이 많이 나가고, 혈압이 높았으며, 좋은 콜레스테롤 수치가 낮았다. 연구팀에 따르면, 망막 혈관 중 29개가 뇌졸중 위험을 예측하는데 유의미한 연관성이 있는 것으로 조사됐다. 29개 혈관 중 17개는 밀도, 8개는 복잡성, 3개는 구경, 1개는 뒤틀림 지표와 관계가 있는 것으로 조사됐다. 특히 밀도 지표의 감소는 뇌졸중 위험 증가와 10~19% 관련이 있었고, 구경 지표 변화는 10~14%, 복잡도와 꼬임도 지표 감소는 10.5~19.5% 위험 증가와 관련이 있는 것으로 나타났다. 연구를 이끈 밍구앙 헤 호주 왕립 빅토리아 시청각 병원 교수(검안학)는 “이번에 개발한 망막 기반 미세혈관 건강 평가 시스템은 인공지능 기계학습을 활용한 것이기 때문에 일상적인 안저 검사 사진만으로도 뇌졸중 위험을 쉽게 예측할 수 있다는 장점이 있다”라고 말했다.
  • 47세 ‘인간 바비 女’ 젊음 유지 위해 “아들 혈액 수혈” 준비

    47세 ‘인간 바비 女’ 젊음 유지 위해 “아들 혈액 수혈” 준비

    미국 로스앤젤레스에 거주하는 마르셀라 이글레시아스(47)가 젊음을 유지하기 위해 아들의 혈액을 수혈하는 파격적인 시도를 준비하고 있다. 3일(현지시간) 영국 매체 더선 등에 따르면 자신을 이른바 ‘인간 바비’로 칭하는 이글레시아스는 23세 아들 호드리고의 혈액을 수혈받아 노화를 늦추겠다는 계획을 밝혔다. 이글레시아스는 현재까지 젊음을 유지하기 위해 약 8만 파운드(1억 4600만원)를 미용 성형 수술에 투자해왔다. 주로 비침습적 주사 치료를 선호해왔지만, 올해는 이전에 해보지 않았던 방법을 시도해보기로 했다. 더선은 “이글레시아스는 젊은 사람의 혈액 수혈이 세포 재생을 촉진하고 신체 기능을 개선할 수 있다고 주장한다”며 “특히 혈액 기증자가 자신의 아들이라는 점에서 더욱 효과적일 것으로 확신하고 있다”고 전했다. 아들인 호드리고는 “어머니 계획에 동참하게 돼 매우 기쁘다”면서 75세인 할머니 그라시엘라에게도 혈액을 수혈할 예정이라고 밝혔다. 현재 이글레시아스는 올해 초 첫 수혈 수술을 계획 중이며, 로스앤젤레스에서 의사를 물색 중이다. 혈액 수혈은 1~4시간, 혈장 수혈은 30분에서 2시간 정도 소요될 것으로 예상된다. 그러나 미국 식품의약국(FDA)은 이러한 혈액 치료법에 대해 명확한 경고를 보냈다. 젊은 기증자의 혈장을 사용하는 치료는 안전성과 효과성에 대한 엄격한 검증을 거치지 않았다는 이유에서다. 이글레시아스는 혈액 수혈만으로 충분하지 않다고 판단하고, 엄격한 생활 습관을 병행 중이다. 육류와 술, 설탕 등을 식단에서 완전히 배제하고 매일 최소 1시간 운동과 8시간의 수면을 취한다. 이글레시아스는 “사람들이 제가 23세 아들의 엄마라는 걸 알면 너무 젊어 보인다고 말한다”고 말했다.
  • 무너지는 의사 ‘성역’ …환자 39% 전문 간호사 골수검사 찬성

    무너지는 의사 ‘성역’ …환자 39% 전문 간호사 골수검사 찬성

    “매달 바뀌는 레지던트보다 숙련된 전문 간호사가 골수검사를 하는 게 좋습니다. 레지던트가 바뀌는 시기에는 골수검사 안 하게 해달라고 빕니다. 그 심정 환우 아니면 모릅니다.”(백혈병 환자 A씨) 대법원이 지난 12일 ‘숙련된 전문 간호사도 골수 검사를 할 수 있다’는 취지의 판결을 한 가운데, 실제로 골수 검사를 받은 적이 있는 백혈병·혈액암 환자의 39%는 전문 간호사 골수검사에 찬성한다는 조사 결과가 나왔다. 의료공백 사태 장기화로 전문 간호사들이 의료 현장에서 전공의 업무를 대체하는 사례가 늘면서 의사들의 ‘성역’이 허물어지고 있다는 분석이 나온다. 한국백혈병환우회는 지난 10월 24~31일 골수검사 경험이 있는 백혈병·혈액암 환자 355명을 대상으로 골수검사에 관한 설문조사를 한 결과, 전문 간호사 골수 검사 찬성 의견이 예상외로 높게 나왔다고 17일 밝혔다. ‘골수검사 관련 교육과 수련을 받고, 의사의 지도·감독을 받으면 전문간호사도 골수검사를 할 수 있도록 하는 것에 찬성하는가’란 질문에 39.3%가 ‘찬성한다’고 했고, 49.4%가 ‘반대’, 11.3%가 ‘잘 모르겠다’고 답했다. 반대 의견이 많지만, 찬성 의견 또한 적지 않다는 점에서 인식의 변화가 이뤄지고 있음을 시사한다고 환우회는 밝혔다. 안기종 한국백혈병환우회장은 “의료공백 사태 장기화로 의료행위 전부를 의사에게만 맡길 게 아니라 간호사, 의료기사, 응급구조사, 약사, 한의사 등의 보건의료인도 할 수 있도록 해야 한다는 사회적 인식이 커지고 있어 환자 단체도 주목하고 있다”고 말했다. 앞서 국회는 지난 8월 의사의 판단과 지도·위임이 있으면, 간호사가 진료지원 업무를 할 수 있도록 하는 ‘간호법’ 제정안을 통과시켰다. 진료지원(PA)간호사도 골수검사를 할 수 있다는 대법원 판례는 간호법 시행규칙에도 반영될 가능성이 있다. 대법원은 “골수검사는 의사만이 할 수 있는 진료행위 자체에 해당한다고 볼 수 없다”며 “환자의 개별적인 상태 등에 비춰 위험성이 높다는 등의 특별한 사정이 없으면 숙련도를 갖춘 간호사가 시행할 수 있는 의료행위로 봐야 한다”고 판시했다. 설문에 참여한 백혈병 환자는 “대학병원에서 골수검사를 하는 의사도 ‘숙련된 의사’가 아닌 ‘수련받는’ 레지던트”라며 “매년 바뀌는 레지던트보다는 숙달된 전문간호사가 더 신뢰간다”고 했다. 실제로 환자들은 비숙련 레지던트에게 골수검사를 여러 번 받아 고통과 불편을 겪은 경험이 있었다. 골수검사를 하려면 골수에 침을 꽂아 골수액을 채취해야 하는데, 한 번에 골수검사에 성공했다는 응답은 61.9%였고, 38.1%가 여러 번 시행 끝에 성공했다고 답했다. 두 번째에서 성공했다는 응답이 50.4%, 세 번째에서 성공이 27.4%였고 열 번 넘게 시행한 끝에 겨우 성공했다는 응답도 있었다. 한 백혈병 환자는 “레지던트가 4회 이상 시도했으나 실패한 경험이 있다”면서 “당시 검사실 간호사가 옆에서 방향과 방법 등을 알려줬으나 레지던트가 무시하고 진행했다”고 털어놨다. 또 다른 환자는 “서울대병원에는 ‘골수 검사의 신’으로 불리는 간호사가 있다. 도리어 경험이 부족한 레지던트들이 하다가 고통스러워 환자들이 소리를 지르고 힘들어하는 경우가 많다”고 했다. 반면 전문간호사 골수검사에 반대한 환자는 “골수검사를 할 때마다 걱정되고 두려운데, 만약 의사가 아닌 전문 간호사가 한다면 너무 무서워서 못 할 것 같다”고 했다. 반대 의견을 밝힌 다른 환자도 “골수 검사가 채혈하듯 여러 번 해도 환자에게 큰 부담이 없으면 모를까, 2차 감염 우려도 있고 채취하는 과정에 여러 변수가 있으니 꼭 의사가 해야 한다”고 주장했다. 전문 간호사가 하더라도 의료사고가 발생할 경우 누가 책임질지를 명확히 해야 한다는 의견도 있었다. 환우회는 “골수천자, 요추천자, 복수천자 등의 침습적 검사행위는 환자안전사고 발생 위험이 크기 때문에 숙련도가 부족한 전공의로부터 환자가 고통과 피해를 당하지 않도록 병원은 수련 대상인 환자 안전과 인권을 보장하는 가이드라인과 매뉴얼을 만들어 운영해야 한다”고 강조했다.
  • 단국대 연구팀, 수술없이 주삿바늘로 뇌질환 진단 가능

    단국대 연구팀, 수술없이 주삿바늘로 뇌질환 진단 가능

    단국대병원(병원장 김재일)은 재활의학과 현정근 교수가 서울대학교 강승균 교수, 유니스트 김주영 교수 연구팀과 함께 개발한 ‘생분해성 전자 텐트 기술’이 국제 저명학술지인 ‘네이처 일렉트로닉스(Nature Electronics)’ 최신호에 게재됐다고 13일 밝혔다. 이 기술은 주삿바늘을 통해 전자 텐트를 최소 침습적으로 삽입하여 뇌 질환을 진단할 수 있는 새로운 방법으로 소개됐다. 기존에 뇌전증을 진단하기 위해서는 두개골을 넓게 제거하고 전극을 삽입했다 이에 따라 뇌출혈·뇌감염·뇌척수액 누출 등 부작용이 발생하거나 수술 후 신경성 고혈압 등의 합병증이 우려되기도 했다. 이번 연구진이 개발한 ‘생분해성 전자 텐트’는 이러한 위험을 최소화하고 비침습적으로 뇌질환을 진단하는 방법을 제공한다. 이 기술은 뇌전증 외에도 뇌졸중, 뇌수두증과 같은 뇌질환의 진단에도 사용이 가능할 전망이다. 파킨슨병과 같은 운동기능 이상을 유발하는 뇌질환의 치료에도 활용될 수 있다. 현정근 교수는 “전자 텐트는 생분해성 형상기억 고분자와 초박막형 생분해 무기질 전자 소자를 사용해 두개골과 뇌 사이의 5㎜의 좁은 공간을 통과하고도 넓고 고르게 펼쳐질 수 있다”고 설명했다.
  • 생각한대로 제어… 인간 뇌 ‘칩’ 꽂다

    생각한대로 제어… 인간 뇌 ‘칩’ 꽂다

    일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)의 뇌신경과학 스타트업 뉴럴링크가 인간의 뇌에 컴퓨터 칩을 심어 생각하는 대로 컴퓨터나 스마트폰을 제어하는 임상시험에 돌입했다. 머스크는 29일(현지시간) 소셜미디어 엑스에 “어제(28일) 첫 환자가 뉴럴링크로부터 칩을 이식받아 회복 중”이라고 밝혔다. 이번 임상시험은 뉴럴링크가 지난해 5월 미국 식품의약국(FDA)에서 인간 대상 임상시험 승인을 받은 지 8개월 만에 이뤄졌다. 뉴럴링크는 2019년 생쥐를 시작으로 돼지에 컴퓨터 칩을 심어 뇌 신호를 수집했고 원숭이 뇌에 비디오 게임을 할 수 있는 컴퓨터 칩을 이식하는 데 성공한 것에 이어 이번에는 사람을 대상으로 임상시험에 착수한 것이다. 머스크는 “뉴럴링크 첫 제품명은 ‘텔레파시’로, 생각하는 것만으로도 휴대전화나 컴퓨터 또는 주변 기기를 모두 제어할 수 있다”고 말했다. 그는 “스티븐 호킹이 타자를 빨리 치는 타이피스트나 경매인보다 빠르게 의사소통을 할 수 있다고 생각해 보라. 그것이 목표”라고 강조했다. 머스크가 사례로 든 호킹 박사는 21세에 근위축성측삭경화증(루게릭병)을 앓기 시작해 평생 휠체어에 의지한 물리학자다. 이번에 쓰인 기술은 생각만으로 각종 기기를 제어할 수 있도록 뇌컴퓨터 인터페이스(BCI) 장치를 뇌에 이식하는 것이다. 국내 대표적 뇌공학자인 임창환 한양대 전기·생체공학부 교수는 “머스크의 뉴럴링크 방식은 이전 BCI 기술과는 다른 독특한 방식이라는 점에서 주목할 만하다”고 말했다. 기존 BCI는 마이크로 어레이라는 미세 전극이 박힌 칩을 뇌에 깊숙이 꽂아 마우스 커서를 움직이거나 컴퓨터 화면에 글자를 타이핑하는 방식이었다. 뇌에 이식된 전극에서 보내 오는 신호는 무선이 아닌 긴 전선을 이용한 유선 수신 방식이다. 이와 달리 뉴럴링크는 뇌 표면에 전극이 코팅된 가느다란 전선들을 수술 로봇으로 미세하게 박음질한 다음 전선들을 한데 모아 링크라는 장치와 연결하는 방법을 취한다. 링크는 칩과 뇌 신호 송수신 장치가 일체화된 동전 크기의 전자장치다. 두개골에 동전 크기의 구멍을 낸 다음 링크를 끼우고 미세 전선들과 연결하는 것이다. 이렇게 되면 칩에서 수집한 뇌 신호를 송수신 장치를 통해 무선으로 컴퓨터나 스마트폰에 전송하게 된다. 생각만으로 전자 장비를 움직일 수 있는 원리다. 임 교수는 “이전 실험실에서 행해졌던 BCI 기술과 비교하면 뉴럴링크의 방식은 덜 침습적”이라고 설명했다. 그렇지만 뉴럴링크의 방식은 다른 BCI 경쟁 기업의 전자장치 이식보다 깊이가 더 깊은 것으로 알려져 갈 길이 멀다고 전문가들은 평가하고 있다. BCI 기술은 1970년대 초 처음 등장했지만 구체적 성과를 내놓기 시작한 것은 뇌신경과학, 전자공학 기술이 빠르게 발전하기 시작한 21세기 들어서다. 2021년 5월 과학 저널 ‘네이처’에는 미국 스탠퍼드대 하워드 휴스 의학연구소를 중심으로 한 연구팀이 사지 마비 환자가 생각만으로 글씨를 쓸 수 있게 하는 데 성공했다는 연구 결과가 실렸다. 연구팀은 2007년에 척수 손상으로 목 아래로는 몸을 움직일 수 없는 65세 남성 환자의 뇌에 마이크로 탐침이 박힌 전자칩 2개를 이식해 생각만으로 컴퓨터에 글자를 쓸 수 있게 한 것이다. 이처럼 연구실 수준에서 진행되던 BCI 연구에 머스크나 메타(페이스북) CEO 마크 저커버그 등이 뛰어들면서 상용화가 빨라질 것이란 전망이 제기된다. 이번 임상시험도 같은 맥락으로 볼 수 있다. 그렇지만 다른 한편에서는 안전성에 대한 지적도 끊이지 않고 있다. 뇌 관련 모든 수술은 신체적 손상과 거부 반응이라는 내재적 위험이 있는 만큼 칩을 심었을 때 장기적으로 어떤 문제점이 나타날지 모른다는 것이다. 실제로 뉴럴링크에서 컴퓨터 칩을 이식받은 원숭이들이 전신 마비, 발작, 뇌부종 등의 부작용을 겪었다는 주장까지 나오고 있다.
  • 中연구진 “원숭이에 칩 심어 생각만으로 로봇 조종 성공”[핵잼 사이언스]

    中연구진 “원숭이에 칩 심어 생각만으로 로봇 조종 성공”[핵잼 사이언스]

    중국 연구진이 원숭이에게 반도체 칩을 심은 뒤, 생각만으로 로봇 팔을 조종하게 하는데 성공했다고 밝혔다.  사우스차이나모닝포스트(SCMP)의 8일(이하 현지시간) 보도에 따르면, 중국 난카이대 인공지능학부 연구진은 세계 최초로 원숭이를 이용한 뇌-기계 인터페이스(Brain-machine interfaces‧이하 BMI) 실험에 성공했다고 주장했다.  BMI는 뇌의 신경신호를 이용해 외부에 있는 컴퓨터나 기계를 제어하기 위해 연결하는 인터페이스 기술이다. 과거 일론 머스크가 설립한 뇌 연구 스타트업 ‘뉴럴링크’가 원숭이의 뇌에 전극을 넣어 신경신호를 읽게 하는 ‘침습형 BMI 기술’을 선보인 바 있다.  중국 난카이대 연구진은 뇌에 칩을 심는 일종의 ‘뇌 임플란트’ 기술인 침습적 BMI와 두뇌 위에 센서를 붙이는 비침습적 BMI의 중간 단계인 ‘중재적 BMI’ 기술을 이용했다고 밝혔다.  연구진은 원숭이 뇌에 직접 칩을 심는 대신 목에 있는 경정맥(얼굴과 머리의 정맥혈을 심장으로 보내는 혈관)에 스텐트를 삽입했다. 스텐트에는 뇌파 센서가 부착돼 있어 뇌에서 나오는 전기신호를 외부로 전달하는 역할을 한다.  그 결과 원숭이는 컨테이너에 갇힌 채 생각만으로 멀리 떨어진 로봇 팔을 조종하는데 성공했다.  연구진은 이 같은 실험 방식이 두개골 개방 수술 없이 간편하지만 뇌파 정확도가 떨어지는 비침습적 BMI의 단점을 보완하는 동시에, 뇌파 측정의 정확도를 높이는 방식이라고 자평했다.  연구를 이끈 펑두안 난카이대 교수는 “지난해 동일한 방법으로 염소를 이용한 실험을 했고, 당시에도 성공적으로 전기 신호를 수집했다”면서 “중재적 BMI 기술은 신호가 명확하면서도 인간에게 덜 해롭다. 이번 실험 성공을 통해 임상실험을 준비 중”이라고 밝혔다. 전문가들은 BMI 기술이 상용화될 경우 뇌졸중이나 퇴행성 신경질환 환자들이 보조기기의 도움을 받아 운동능력을 회복할 수 있을 것으로 기대한다.  그러나 일론 머스크의 ‘뉴럴링크’가 선택한 침습형 BMI 기술은 안전상의 이유로 미 식품의약국(FDA)의 정식 허가를 받지 못했다.  다만 뉴욕에 본사를 둔 BMI 의료 업체는 호주 및 미국의 여러 환자에게 해당 기술을 적용했고, 임상 시험에서 뇌 임플란트가 중증 마비 환자의 운동능력 회복에 효과적인 것으로 나타났다.  중국 난카이대 연구진의 중재적 BMI 기술이 임상실험에 성공할 경우, 반도체 칩이 뇌 조직을 손상시키는 고질적인 안전 문제를 해결해 신경질환 치료의 새로운 장이 열릴 것이라는 기대가 나오고 있다.  한편, SCMP는 난카이대 연구진의 이번 실험결과가 아직 학계 동료 심사를 거치지 않은 상태이며, 독립적인 검증 단계가 없는 해당 대학 웹사이트 성명을 통해서만 공개된 것이라고 밝혔다.
  • 직장인 99% ‘피부 광채’ 첫인상에 중요하다고 응답…10명 중 7명 “피부 광채 위해 더 ‘적극적인 관리’ 원해”

    직장인 99% ‘피부 광채’ 첫인상에 중요하다고 응답…10명 중 7명 “피부 광채 위해 더 ‘적극적인 관리’ 원해”

    하이드라페이셜 코리아, 직장인 소셜 플랫폼 ‘블라인드’와직장인 305명 대상 피부 광채 인식 조사 99%가 ‘피부 광채가 첫인상에 중요하다’ 응답현재 피부 관리 방법 1위는 ‘화장품’(52.5%)희망 관리 방법은 ‘피부과 시술’(42.6%) 및 ‘피부 관리실’(27.2%)효과는 바로 나타나면서 통증은 적은 ‘비침습적 시술’ 수요 확인 미국 메디컬 에스테틱 브랜드 하이드라페이셜 코리아가 국내 직장인을 대상으로 피부 광채 인식 조사를 진행한 결과, 10명 중 7명이 더 나은 피부를 위해 피부과 시술 및 관리실 등 적극적인 관리를 희망하는 것으로 나타났다. 하이드라페이셜 코리아는 지난달 13일부터 이달 3일까지 약 3주간 직장인 소셜 플랫폼 블라인드를 통해 20세 이상 직장인 남녀 305명에 피부 광채에 대한 인식과 관리 방법 실태에 대한 조사를 진행했다. 설문조사에 참여한 응답자의 99.0%는 피부 광채가 첫인상에 긍정적인 요소로 작용한다며, 피부 광채를 첫인상의 중요한 요소라고 답했다. 다만 피부 광채를 위해 현재 본인이 하는 관리와 향후 희망하는 관리에는 차이가 있었다. 현재 관리 방법으로는 ‘화장품’(52.5%)과 ‘관리 안함’(21.3%)이 가장 많았지만, 더 나은 피부를 위해 향후 희망하는 관리 방법으로는 ‘피부과 시술’(42.6%), ‘피부 관리실’(27.2%)이 전체의 69.8%로 가장 높았다. 반면 현재 가장 많이 하고 있는 ‘화장품’을 향후에도 희망하는 비율은 25.9%였다. 이는 많은 소비자들이 지금의 관리 방법만으로는 부족함을 느끼고 있으며, 관리실이나 피부과 시술과 같은 보다 적극적이고 전문적인 관리를 원하고 있음을 짐작해볼 수 있다. 또한, 피부 관리 및 시술에서 가장 중요하게 생각하는 요소로는 눈으로 확인할 수 있는 ‘즉각적인 효과’(60.7%)와 ‘부작용 및 후유증 없음’(30.5%)이 가장 높았다. 이 밖에 응답자들은 피부 광채하면 떠오르는 것으로 ‘밝은 피부톤’(57.7%)을 가장 많이 꼽았으며, ‘부드러운 피부결’(22.0%), ‘깨끗한 모공’(18.4%)’가 뒤를 이었다.
  • 조금만 걸어도 쥐어짜는 다리 통증… 좁아진 척추관 의심해 보세요

    조금만 걸어도 쥐어짜는 다리 통증… 좁아진 척추관 의심해 보세요

    허리 통증을 느끼다 다리까지 저리고 아프다면 디스크 질환이 아닌지부터 생각하게 된다. 그러나 오래 서 있거나 걸을 때 한쪽 또는 양쪽 다리에 통증이 발생하고 나중에는 다리 전체가 터질 것같이 아프거나 저리고 시린 증세가 나타난다면, 결국 다리 감각이 마비되거나 힘이 풀려 주저앉게 되는 지경이라면 척추관협착증을 의심해 봐야 한다.●척수 신경 압박하는 디스크와 달라 척추관협착증은 허리디스크와 비슷하지만 원인은 물론 증상도 일부 다른 질환이다. 척추뼈 사이 젤리 같은 디스크가 튀어나와 척수 신경을 압박하면서 허리 통증과 함께 다리 저림 증상이 나타나는 게 허리디스크다. 이에 비해 척추관협착증은 척추 주위 뼈나 인대 등이 장기간 퇴행성 변화를 겪으면서 척수 신경이 지나가는 척추관을 압박해 발생하는데, 조금만 걸어도 다리를 쥐어짜는 듯한 통증이나 저림 증상이 나타나는 등 보행 시 심각한 문제가 생기는 경우가 많다. 목부터 허리까지 이어지는 척추뼈 속에 신경인 척수가 지나가는 손가락 굵기만 한 구멍이 척추관인데, 보통 서 있거나 걸으면 허리 곡선이 활처럼 앞으로 휘게 되고 이때 비후된 인대가 척추관 안쪽으로 밀려들기 때문에 척추관협착증이 있는 경우라면 고통이 커지게 된다. 반면 쉬거나 누워 있으면 허리가 앞으로 구부러져 막혔던 신경 구멍이 열리고, 이에 따라 통증이 완화되거나 없어지게 된다. 국민건강보험공단은 2017~2021년 건강보험 진료 데이터를 분석해 척추관협착증 환자의 93%가 50대 이상이라고 집계했다. 이 기간 척추관협착증 진료 인원은 164만 7147명에서 179만 9328명으로 9.2% 늘었다. 2021년 환자 통계를 보면 남성이 68만 6824명으로 38%, 여성이 111만 2504명으로 62%를 차지하는 등 여성이 더 많았다. 성별·연령별로 함께 보면 남성은 60대(30.6%), 70대(29.6%), 50대(15.3%) 순으로 환자가 많았다. 여성 환자의 비중은 70대(32.5%), 60대(31.0%), 80세 이상(19.0%) 순으로 남성의 연령 분포와는 차이가 있었다. 척추관협착증 여성 환자가 많은 이유, 남녀 간 연령대별 차이가 나타나는 이유는 여성호르몬인 에스트로겐과 관련이 있다고 신재원 국민건강보험 일산병원 정형외과 교수는 설명했다. 신 교수는 “에스트로겐은 뼈를 만들어 골밀도를 유지하는 데 중요한 역할을 하며 근육이 강화되도록 도움을 준다”면서 “(여성의 경우) 폐경 이후 발생하는 에스트로겐 감소가 뼈의 손실과 근육량 감소를 초래하고 척추 관절을 지탱하는 힘을 떨어뜨려 척추관협착증과 같은 척추 질환의 발생을 가속화시키는 것”이라고 했다. ●신경차단술 장기간 사용 땐 효과 반감 한방에선 척추관협착증 증상 완화의 지름길이 되는 부위로 ‘승부(承扶)혈’을 꼽는다. 엉덩이와 허벅지의 경계에 위치하는 승부혈은 좌골신경과 혈관이 지나는 곳이다. 걷거나 허리 척추에 무리가 가면 쉽게 경직되는 곳이 승부혈이다. 침, 뜸, 약침, 추나 치료, 한약 치료 등의 통증 개선 방법이 있는데 이 가운데 추나는 척추가 올바르게 정렬되도록 돕는 치료다. 병원 방문이 여의치 않은 경우라면 골프공 마사지로도 효과를 볼 수 있다. 이재동 경희대한방병원 침구과 교수는 30일 “골프공은 승부혈 주위 깊고 큰 근육을 자극하기에 크기와 단단함이 적당하다”면서 “승부혈 부위에 골프공을 놓고 앉은 후 허벅지로 살며시 누르며 5~10분 정도 마사지를 하면 증상 완화에 도움이 되며 다리를 좌우로 흔들면 효과가 배가된다”고 말했다. 골프공 대신 호두를 활용해도 좋다고 한다. 척추관협착증 초기엔 침상 안정이나 약물 복용, 물리 치료와 같은 보존적 치료로도 통증이 조절된다. 그래서 주사 치료 등으로 질환을 관리하는 환자도 많다. 이에 대해 전형준 한양대병원 신경외과 교수는 주사 치료에 내성이 생길 수 있다는 우려를 표시했다. 전 교수는 “신경차단술과 같은 주사 치료에는 주로 마취제와 스테로이드를 섞어서 사용하게 되는데 스테로이드는 장기간 사용하면 효과가 반감되는 경우가 있어 주기적으로 권하지 않는다”면서 “최초 시행 뒤 호전이 상당 기간 유지된다면 추가적인 치료 보다 보존적인 치료를 시행하고 증상이 다시 악화될 때 신경차단술을 권고한다”고 설명했다. ●보존적 치료법 실패 땐 수술 고려해야 통증이 호전되지 않거나 증상이 좋아졌다가도 반복해서 재발하는 경우 혹은 CT나 MRI 촬영을 통해 신경 이상이 심한 것으로 판단되는 경우라면 수술적 치료를 고려해야 한다. 박정윤 강남세브란스병원 신경외과 교수는 “최근에는 협착증이 가벼운 환자를 대상으로 신경성형술, 풍선확장술, 경막외신경차단술 등을 시행하는데 신경학적 이상 소견이 있거나 증상이 심한 환자에겐 효과가 미미하다”고 말했다. 박 교수는 이어 “보존적 치료법이 실패한 경우에는 여러 가지 수술법을 적용할 수 있는데 척추 내시경 수술법이 발전해 고령이거나 내과 질환으로 장시간 수술을 견디기 어려운 경우 좋은 결과를 얻을 수 있고 특히 내시경 삽입과 기구 삽입을 위해 각각 독립적인 두 개의 절개를 이용한 ‘양방형 내시경 감압수술’이 개발돼 척추관협착증의 최소 침습적 수술에 좋은 결과를 보고하고 있다”고 덧붙였다. 척추관협착증은 바른 생활 습관으로 예방할 수 있다. 이재동 교수는 “체중 관리와 함께 올바른 자세를 유지하면 충분히 예방할 수 있는 질환”이라면서 척추뼈 공간을 넓혀 주는 운동으로 실내 자전거 타기와 같은 가벼운 유산소 운동을 권했다. 전형준 교수는 “바른 자세가 중요하다”면서 “가능하면 바닥 생활을 제한하고 침대나 의자 생활을 하는 것이 좋으며 찜질이나 반신욕은 협착증 부위 혈류 감소를 원활하게 회복시키기 때문에 증상 발생을 늦출 수 있다”고 제시했다. 박정윤 교수는 “척추관협착증의 합병증으로 가장 많이 발생하는 것이 운동 마비, 감각 마비, 대·소변 마비, 성기능 마비와 같은 증상인데 이 경우에 적절한 치료를 받지 않으면 자칫 영구 장애가 생길 수 있다”면서 “마비 증상이 있는 경우에도 허리 수술에 대한 편견 때문에 수술 시기를 놓치는 경우가 있는데 치료 시기를 놓치면 뒤늦게 수술을 한다고 해도 회복되지 않는다”며 적시 진단 및 치료의 중요성을 강조했다.
  • 자다가 2번 이상 화장실 간다면… 케겔운동부터 시작하세요

    자다가 2번 이상 화장실 간다면… 케겔운동부터 시작하세요

    살다 보면 ‘과민한 성격’ 때문에 문제가 벌어지는 일이 종종 있지만, 우리 몸 안에서도 ‘과민’하면 특히 문제가 되는 장기가 있다. 방광이다. 오죽하면 방광에 문제가 생겼을 때 이르는 대표적인 질병명이 ‘과민성 방광’이다.국제요실금학회는 과민성 방광을 요실금 유무에 관계없이 절박뇨, 즉 갑자기 소변이 마려운 느낌이 드는 증상군으로 정의했다. 갑자기 소변이 마려우면서 참을 수 없거나 다른 사람보다 화장실을 더 자주 간다면 과민성 방광이 아닌지 의심해 봐야 한다. 물론 요로감염이나 신경인성 방광 등의 질환 때문에 비슷한 증상이 나타날 수도 있지만 이런 질병에 해당하지 않는다면 과민성 방광일 가능성이 높다. 하지수 연세대 강남세브란스병원 비뇨의학과 교수는 2일 “과민성 방광 증세를 지닌 분들의 주된 증상은 소변 문제로 나타난다”고 말했다. 소변을 오래 참지 못하다 보니 심하면 소변을 1~2시간에 한 번꼴로 자주 보고, 수면 중 소변을 보는 야간뇨가 동반되는 경우가 많다는 것이다. 하 교수는 이어 “추운 날씨에 과민성 방광 증상이 악화되는 경우가 많고 커피와 녹차 등의 음료를 마신 뒤 증상이 나타나기도 한다”면서 “손에 찬물이 닿거나 물 흐르는 소리만 들어도 요의를 느끼고, 증상이 심한 경우 화장실에 가기 전 소변을 지리는 절박성 요실금이 동반될 수 있다”고 부연했다. 과민성 방광은 낮 동안에도 생활에 불편을 끼치지만, 절박뇨가 밤중에 나타난다면 잠을 설치게 되고 이에 따라 피로가 누적되게 된다. 과민성 방광은 대부분 특별한 원인 없이 발생한다. 모든 연령층에서 발생할 수 있지만 나이가 들수록 빈도가 증가하는 경향을 보인다. 이렇다 보니 과민성 방광을 노화에 따른 신체 변화로 여기거나 의사에게 말하기 수치스럽다는 이유로 병원 치료를 기피하는 환자들이 생긴다. 이는 과민성 방광의 초기 치료 기회를 놓치는 일로 이어진다고 전문가들은 경계했다. 주명수 서울아산병원 비뇨의학과 교수는 “과민성 방광은 그 자체로 생명을 위협하지는 않지만 환자의 삶의 질을 크게 떨어뜨려 사회생활을 어렵게 하며, 정신적으로 우울증과 수치심을 유발해 대인관계 기피 등 다양한 형태로 일상생활에 많은 지장을 줄 수 있다”면서 “수치스럽다는 이유로 병원 방문을 꺼리면서 치료를 받지 않으면 증상을 더 악화시킬 수 있다”고 말했다. 그는 또 “과민성 방광은 시간을 들여 치료하면 호전될 수 있는 질환이기 때문에 지속적으로 관리해야 한다”고 안내했다. 병원에 가기 전 과민성 방광을 앓고 있는지 설문을 통해 사전 확인할 수도 있다. ▲아침에 일어나서 밤에 자기 전까지 소변을 몇 회 정도 보는지 ▲밤에 잠든 후부터 아침에 일어날 때까지 소변을 보기 위해 몇 회나 일어나는지 ▲갑자기 소변이 마려워 참기 힘들었던 적이 있었는지 ▲갑자기 소변이 마려워서 참지 못하고 지린 적이 있었는지 등의 질문에 대해 해당하는 빈도를 측정한 뒤 자가진단을 통해 이상 유무를 알 수 있다.<그래픽 참조> 과민성 방광을 오래 앓다 보면 주변에 화장실이 없는 장소에 가기를 꺼리는 등의 심리적인 문제도 나타난다. 심지어 과민성 방광과 우울증이 밀접한 관계가 있다는 연구 보고도 많다. 명순철 중앙대병원 비뇨의학과 교수는 “유럽에서 진행된 연구 중 과민성 방광이 환자를 우울(32%)하게 만들고, 과민성 방광으로 인해 매우 큰 스트레스(28%)를 받는다는 결과가 있다”면서 “(연구에서) 특히 절박성 요실금이 있는 환자는 절박뇨만 있는 환자보다 더 정서적으로 스트레스를 받고 더 우울하다고 느꼈다”고 설명했다. 이런 측면 때문에 대한배뇨장애요실금학회에서는 과민성 방광 자가진단법에 심리적·행동적인 행태를 반영했다. 학회가 제시한 자가진단 항목은 ▲하루에 소변을 여덟 차례 이상 본다 ▲소변이 일단 마려우면 참지 못한다 ▲어느 장소에 가더라도 화장실 위치부터 알아 둔다 ▲화장실이 없을 것 같은 장소에는 잘 가지 않는다 ▲소변이 샐까 봐 물이나 음료수 마시기를 삼간다 ▲패드나 기저귀를 착용한다 ▲수면 중 두 차례 이상 화장실에 간다 등으로 이 가운데 한 가지 이상이 해당되면 과민성 방광일 가능성이 높다. 민감성 방광의 치료 원칙은 1회 배뇨량을 증가시켜 빈뇨와 야간뇨를 줄이고, 요절박을 감소시켜 절박성 요실금의 빈도를 줄이는 데 있다고 명 교수는 지적했다. 과민성 방광의 일차적 치료 방법으로는 생활 습관 교정, 골반저근 운동(케겔 운동), 방광 훈련, 비침습적 약물 치료 등이 있다. 약물 치료에는 항무스카린제가 널리 사용되는데, 방광배뇨근의 수축을 억제함으로써 방광을 안정시켜 압력을 감소시키고 저장 증상을 개선시키는 작용을 한다. 초기 옥시부티닌이라는 항무스카린제가 사용됐지만 입 마름과 같은 부작용이 생겨 널리 사용되지 못했다. 최근에는 톨터로딘, 솔리페나신, 페소테로딘 등의 약물이 개발돼 과민성 방광 치료에 활발히 사용되고 있다. 약물로 조절되지 않거나 절박성 요실금이 동반되는 등 심한 과민성 방광을 치료할 때는 방광 내 보톡스 주사, 방광 확대 성형술, 요로전환술 등을 시행할 수 있지만 이 같은 수술적 치료는 제한적으로 활용된다. 앞서 밝혔듯이 과민성 방광의 정확한 원인은 규명되지 않았지만 흡연은 방광 건강에 안 좋은 요인으로 꼽힌다. 흡연은 과민성 방광과는 다른 질병인 방광암을 유발하는 원인으로 지목된다. 방광암의 전형적인 증상 중 소변을 자주 보는 빈뇨 증상이나 소변이 너무 급해서 지리는 급박성 요실금 등의 증상은 과민성 방광 증세와 닮은꼴이다. 방광암은 여기에 더해 소변에 피가 섞여 나오거나 배뇨 시 통증이 동반될 수 있다. 방광암에 걸렸다고 반드시 혈뇨가 동반되는 것은 아니다. 장인호 중앙대병원 비뇨의학과 교수는 “과거 한 중년 남성이 오랜 기간 흡연을 하다 혈뇨 증상 없이 심해진 빈뇨와 야간뇨 증상 때문에 과민성 방광에 걸린 줄 알고 병원을 찾았다가 초음파 검사 결과에서 방광암 진단을 받은 적이 있다”고 했다. 흡연은 방광암의 발병 위험을 2~10배가량 증가시키는 것으로 알려져 있다. 남성 방광암의 50~65%, 여성 방광암의 20~30%가 흡연으로 인한 것이란 연구 결과도 있다. 흡연이 방광암에 좋지 않은 이유는 담배의 발암 물질 때문이다. 이 물질이 폐를 통해 우리 몸속에 흡수되고 혈액으로 흘러 들어간 이후 신장에서 걸러지면서 소변에 포함되게 되는데 이때 소변에 포함된 화학 물질이 방광 내 소변이 직접 접촉하는 점막 세포에 손상을 가해 암세포를 만든다.
  • 사고 한 달째, 아직도 악몽 꾸나요… ‘외상후스트레스장애’입니다

    사고 한 달째, 아직도 악몽 꾸나요… ‘외상후스트레스장애’입니다

    이태원 참사 이후 심리적 트라우마를 호소하는 이들이 많은 가운데 우리 사회 전체가 외상후스트레스장애(PTSD)를 체감할 수 있다는 우려가 높아지고 있다. 대한신경정신의학회는 7일 “이번 참사로 많은 국민의 큰 충격이 예상되며 대규모의 정신건강 지원이 필요한 상황”이라고 밝혔다.●불안·불면·공포… 급성 스트레스 반응 심리적 트라우마란 한 개인이 신체적·정신적으로 해롭거나 위협적인 사건, 상황을 겪은 후 신체적·사회적·정서적·영적 건강과 기능에 지속적으로 부정적인 영향을 받는 것을 뜻한다. 국립정신건강센터 국가트라우마센터는 재난 직후 수일간 재난 경험자들은 심리적 트라우마와 슬픔, 상실, 분노, 죄책감, 사회·생활스트레스를 겪을 수 있다고 설명했다. 재난 경험자들은 압도적인 재난 상황에서 불안, 불면, 공포 등 급성스트레스 반응을 보이기도 하고 급성스트레스장애나 공황을 경험하는 경우도 있다. 또한 정신질환을 앓았던 사람은 재난을 계기로 증상이 악화되거나 급성 정신병적 질환과 증상의 재발을 보일 수 있다. 치매환자, 만성질환자, 소아청소년은 재난의 영향을 더 많이 받는다. 이처럼 재난 경험은 여러 가지 정신 건강 문제를 일으키거나 악화시키기 때문에 재난이 발생하면 구조 및 복구와 함께 마음의 건강을 돌보는 재난정신건강 지원이 필수적인 요소로 떠오르고 있다. 한국 재난정신건강지원 가이드라인에 따르면 재난으로 인해 직접적으로 충격이나 손상을 받은 경우 1차 피해자, 재난 피해자의 친구·가족·동료를 2차 피해자, 재난 상황에 참여한 재난 지원 인력은 3차 피해자, 재난이 일어난 지역 사회에 거주하는 자는 4차 피해자, 매스컴이나 대중매체를 통해 간접적으로 심리적 스트레스를 겪은 사람은 5차 피해자에 해당된다. ●고통스러운 기억 반복된다면 주의 트라우마 사건으로 인한 불편감이 한 달 이상 지속되고 주관적인 고통이 심하며, 일상생활에 지장을 줄 때 외상후스트레스장애라고 한다. 이는 일반적으로 자연재해보다 대형화재, 가정폭력, 지역사회 폭력, 강간, 폭행, 테러, 전쟁 등 사회적 재난에서 더 빈번하게 발생하며 더 지속적인 증상과 고통을 경험한다. 재경험(침습), 회피, 기분이나 인지의 변화, 과각성 등 네 가지 주요 임상증상이 한 달 이상 지속될 때 외상후스트레스장애로 진단된다. 재경험(침습)은 외상후스트레스장애의 가장 대표적인 증상으로 반복적으로 불수의적이고 침습적인 고통스러운 기억을 호소하며, 사건과 관련된 반복적인 악몽을 꾸기도 한다. 흔히 외상후스트레스장애를 겪으면 사람, 장소, 대화, 행동, 사물, 상황 등 외상성 사건과 관련이 있는 자극을 피하고, 외상성 사건에 대한 기억을 회피하려는 노력을 지속하게 된다. 하지만 회피가 반복되면 일상생활에 어려움이 생길 수 있으므로 힘들지만 작은 것부터 점차 직면하도록 노력하는 것이 중요하다. ●작은 활동 시도하며 긍정적 사고해야 공포, 화, 죄책감, 수치심과 같은 부정적인 감정 상태에 빠져 있거나 일상적인 활동조차 꺼리게 될 수 있지만 작은 활동이라도 시도해 보며 긍정적으로 사고하려 노력하는 것이 도움이 된다. 또한 몸(신경, 근육)이 항상 경계 상태에 있는 과각성을 보여 작은 것에도 깜짝 놀라거나 지나치게 주위를 살피며, 집중력이 떨어지고 불면증이 생기기도 한다. 외상후스트레스장애는 증상이 위중하고 만성적으로 가는 경향이 있어 초기 발견과 지속적인 치료가 필요하다. 사고 직후 증상이 있는 것은 당연하지만 심각한 외상 사건을 경험한 후에 1주가 경과해도 증상이 호전되지 않거나 악화되는 경우 정신건강의학과 진료를 받는 것이 좋다. 치료는 증상 개선을 위한 약물치료와 마음 안정화 기법, 노출요법, 안구운동 민감소실 및 재처리 요법(EMDR)과 같은 정신치료로 나눠진다. 대개 증상이 심한 급성기에는 교감신경 차단제 등의 약물치료를 시행해 재경험이나 과각성 증상을 조절하고 사고 기억을 다룰 수 있을 정도가 되면 정신치료 쪽으로 집중한다. 어떤 경우에도 자신이 안전하다는 경험을 할 수 있도록 하는 안정화가 가장 중요하다. 보통 불안이나 두려움, 긴장이 있을 때 자신도 모르게 긴장된 자세를 취하게 되는데, 이러한 자세는 다시 불안한 생각을 유발하는 악순환을 가져온다. 안정화기법은 편안하고 안정된 자세를 취함으로써 몸의 긴장을 줄이고 이로 인해 유발되는 불안한 생각을 줄일 수 있다. 심호흡, 복식호흡, 착지법, 나비 포옹법 등 네 가지 방법이 있으며 초기 불안증상 감소에 매우 효과적이다. 또한 감당할 수 있는 정도의 분량으로 노출을 시켜 주는 노출요법은 두려움에 대한 내성을 갖게 되는 데 도움이 된다. 안구운동 민감소실 및 재처리요법은 눈으로 좌우로 움직이는 불빛을 쫓아가면서 사고에 대한 기억을 회상해 치료하는 방법이다. 사고에 대한 생각의 재현으로 인한 고통, 긴장을 눈의 움직임과 심호흡, 몸의 느낌 등을 통해 안정화하면서 더 깊이 있게 들어가는 방법으로 이 치료법은 별도의 교육을 받고 자격을 갖춘 치료자가 시술하는 전문적인 치료법이다. ●감당할 정도의 노출, 내성 갖는 데 도움 사고를 경험한 모든 사람에게 외상후스트레스장애가 오는 것은 아니다. 처음에는 일시적으로 증상이 나타날 수 있으나 대개 1주가 지나면 하루가 다르게 좋아지고 일반적으로 한 달 안에 많이 호전된다. 초기 수일간은 ‘누구나 비슷한 경험을 하고 조금 지나면 좋아질 것이다’라고 안심시키는 것이 중요하다. 막상 당사자는 혼란스럽고 불안한 마음에 체계적인 대응이 어려울 수 있으니 주위에서 지원이나 도움을 주는 것이 필요하다. 국립정신건강센터 국가트라우마센터, 대한정신건강재단 해피마인드, 서울시 자살예방센터 홈페이지를 방문하면 스트레스성 질환에 대한 다양한 정보와 무료 상담이 가능하다. 국가트라우마센터 관계자는 “사고에 대한 생각이 자꾸 떠오를 때에는 몸을 움직이거나 다른 사람들과 대화를 통해 생각에 빠져드는 시간을 줄이는 것이 필요하다”면서 “어려운 문제는 미루거나 다른 사람들에게 부탁하고 수면, 식사 등 기본적인 일상에 집중하는 것이 좋고,술은 수면의 질을 떨어뜨리고 술에서 깨면 불안이 다시 나타나기 때문에 음주는 가급적 피하는 것이 좋다”고 말했다.
  • [달콤한 사이언스] 뇌 전기자극하면 깜박깜박 기억력 회복된다고?

    [달콤한 사이언스] 뇌 전기자극하면 깜박깜박 기억력 회복된다고?

    한 살, 두 살 나이를 먹어갈 때마다 기억력이 예전 같지 않다고 이야기하는 사람들이 많다. 나이들어서 뭔가를 새로 배우기가 쉽지 않다는 이야기가 나오는 것도 기억력 때문인 경우가 많다. 중년이 되면 휴대전화를 어디에 뒀는지, 인터넷 검색창을 열고 무엇을 하려고 했는지 기억이 나지 않아 머리를 쥐어 뜯는 경우도 적지 않다. 이 때문에 기억에 도움이 되는 방법이나 음식, 건강영양식품도 유행이다. 그런데, 뇌신경과학자들이 기억력을 회복시키는 새로운 방법을 개발해 주목받고 있다. 미국 보스턴대 심리·뇌과학과, 생체의학공학과, 시스템신경과학연구센터, 인지 신경이미징센터, 최신신경기술연구소 공동 연구팀은 뇌에 저주파 전기자극을 주면 기억력이 회복될 수 있다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘네이처 뉴로사이언스’ 8월 23일자에 실렸다. 기억에는 두 가지 종류가 있다. 기차를 탈 때 승강장 번호를 기억하는 것처럼 짧은 시간 동안 기억하는 작업기억(단기기억)과 휴가 후 공항 주차장에 차를 어디에 놔뒀는지 기억하는 것은 장기기억이 대표적이다. 단기기억은 수초에서 수분 사이의 일시적 정보를 기억해 내는 것이고, 장기기억은 단기기억이 뇌에서 고정화 과정을 거쳐 오랫동안 기억되는 것을 말한다. 사람마다 차이는 있지만 나이가 들면서 장기, 단기기억력 모두 감소하는 경향이 있다. 이 때문에 기억력을 향상시키는 방법이 다양하게 연구되고 있다. 이 같은 상황에서 연구팀은 65~88세 남녀 156명을 대상으로 하루 20분씩 나흘 동안 기억과 관련된 뇌 영역 두 곳에 4㎐(헤르츠) 정도의 약한 전기자극을 주면서 단어 20개씩 구성된 5개 분야 총 100개 단어를 암기하도록 했다. 실험참가자들은 전극 여러 개가 달린 수영모 같은 장치를 쓰고 저주파 전기자극을 받았다. 또 연구팀은 전기자극을 받으면서 외운 단어들을 1시간 뒤, 3일 뒤에 얼마나 기억하고 있는지도 측정했다. 하두정소엽(Inferior parietal lobule)과 전전두엽피질(Dorsolateral prefrontal cortex)을 자극한 결과, 실험 참가자 모두 단기기억과 장기기억 개선이 확인됐다. 연구팀에 따르면 기억력 개선 효과는 한 달 정도 유지된다. 특히 연구 시작을 할 때 인지 능력이 가장 낮았던 참가자들이 뇌 자극을 통해 가장 큰 도움을 받은 것으로 나타났다. 연구팀은 이번 연구를 통해 나온 결과가 한 달 이상 지속될 수 있는지와 뇌 장애로 인해 인지 장애가 발생한 사람이나 중증 치매 환자에게도 에게도 적용될 수 있는지 추가연구를 진행할 계획이다. 연구를 이끈 로버트 레인하트 보스턴대 교수(인지·임상신경과학)는 “전 세계적으로 빠르게 고령화됨에 따라 이번에 확인한 비침습적 기억력 향상 기술을 활용하면 노년층이 일상 활동을 개선하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”고 설명했다.
  • [핵잼사이언스] 자기장으로 날개를 움직이는 원격 조종 초파리 등장

    [핵잼사이언스] 자기장으로 날개를 움직이는 원격 조종 초파리 등장

    초파리는 좁쌀만큼 작은 곤충이지만, 20세기부터 과학 발전에 지대한 공헌을 했다. 처음에는 키우기 쉽고 세대가 짧은 특징 때문에 유전학 연구에 사용되다가 작은 곤충을 분석하는 기술이 크게 발전하면서 초파리는 이제 여러 분야에서 연구에 없어서는 안 될 실험 동물로 자리 잡았다.  가장 대표적인 분야는 뇌와 신경에 대한 연구다. 초파리의 뇌는 인간의 뇌보다 훨씬 단순하지만, 20만 개에 달하는 세포와 신경 회로를 지니고 있어 과학자들이 연구하기에 적합한 복잡도를 지니고 있다. 작지만 여러가지 복잡한 행동이 가능해 뇌와 신경 회로의 기능을 연구하기에 안성맞춤이다.  미국 라이스 대학의 과학자들은 초파리의 뇌를 원격으로 조종해서 날개를 움직이는 연구를 진행했다. 초파리보다 훨씬 작은 초파리의 뇌를 조종하기 위해 연구팀은 두 가지 기술을 사용했다.  우선 연구팀은 열에 민감한 이온 채널이 있는 신경세포를 지닌 유전자 조작 초파리를 만들었다. 그리고 날개를 움직이는 특정 신경 회로에 산화철 나노입자를 주입했다. 이 나노입자는 자기장과 반응해서 열을 낸다. 따라서 외부에서 자기장을 걸면 나노입자가 열을 방출하면서 특정 신경 세포의 이온 채널을 열어 신경 회로를 활성화한다. 이 연구에서 목표는 날개를 움직이는 신경 회로였다. (사진 참조)  연구팀은 이 방법으로 1초 이내에 원격으로 초파리의 날개를 움직이게 만들었다. 물론 연구팀의 진짜 목표는 초파리 날개를 원격으로 조종하는 것이 아니다. 연구팀의 궁극적인 목적은 사람에서 비침습적 방법으로 신경을 조종하는것이다. 예를 들어 시신경이 손상된 환자에서 뇌에 전극을 넣지 않고 외부에서 자기장을 통해 시각 피질을 자극해 시력의 일부를 회복하는 것이다. 마비된 신경이나 근육을 자극하는 일도 시도할 수 있다.  물론 현재는 기초 연구 단계이고 사람에서 적용하기 위해서는 앞으로 많은 연구가 필요하다. 초파리를 이용한 생물학 연구가 인류에게 희망이 될 수 있을지 앞으로 후속 연구가 주목된다.
  • 전남대 연구팀, 면역결핍환자 감염균 조기진단기술 개발

    전남대 연구팀, 면역결핍환자 감염균 조기진단기술 개발

    전남대학교 민정준·강승지 교수 연구팀은 방사성의약품을 이용한 양전자단층촬영이 면역결핍환자에서 폐, 뇌 등에 치명적인 감염을 일으키는 아스페르길루스 균을 조기에 진단할 수 있다는 사실을 밝혀냈다고 27일 밝혔다. 아스페르길루스 균은 골수이식 등 항암치료 중인 환자나 만성폐질환자, 신종 코로나바이러스 감염자들에게 치명적인 합병증을 일으킨다. 현재까지는 폐나 뇌의 감염된 조직으로부터 곰팡이를 배양해 진단했으나, 면역결핍 환자들에게는 이 방법을 사용할 수 없는 경우가 있어 치료 시기를 놓쳤다. 따라서 방사성의약품을 이용한 양전자단층촬영은 아스페르길루스증의 조기진단에 대한 의료 공백을 해결할 가능성이 크다. 연구팀은 폐, 뇌, 근육에 아스페르길루스가 감염된 생쥐 모델을 제작하고, 방사성의약품을 정맥에 주사해 양전자단층촬영의 진단 성능을 평가한 결과, 기존 진단법이 지닌 오랜 진단 시간과 낮은 진단율 등을 한꺼번에 극복했다. 또 이 방사성의약품은 소동물의 근육, 폐, 뇌에 있는 아스페르길루스증의 진단율을 높일 수 있었으며, 특히 폐에서는 폐암과 포도상구균 감염과도 감별진단이 가능함을 보여줬다. 이 연구에는 전남대 의과대학 핵의학, 감염내과, 신경외과, 병리학, 의생명과학은 물론 자연대학 화학과, 농생명대학 농생명화학과의 연구자들이 참여했다. 연구팀은 현재 식품의약품안전처로부터 임상 1상 시험의 승인을 받았으며, 진단기술을 이전하는 계약도 체결한 것으로 알려졌다. 민정준 교수는 “아스페르길루스증은 장기이식 환자, 화학요법 또는 면역억제제 치료를 받는 환자, 중환자, 코로나 바이러스 감염 중증환자에게 높은 치사율을 보이는 치명적인 질병이다”라며 “따라서 이를 조기에 비침습적으로 진단하는 것이 매우 중요하기에 이번 연구 성과는 임상적 의의가 높다”라고 말했다.
  • [여기는 중국] ‘전설의 수은강(江)’ 흐른다는 진시황릉, 베일 벗길 방법 찾았다

    [여기는 중국] ‘전설의 수은강(江)’ 흐른다는 진시황릉, 베일 벗길 방법 찾았다

    중국 시안에 있는 진시황의 무덤은 도굴을 막으려 엄청난 미로와 함정으로 가득 차 있다. 당시 무덤을 만든 인부들까지 매장해버렸고, 수많은 병사와 군마의 인형인 병마용이 죽어서도 황제를 호위했다. 무려 2000년이 흐른 뒤에야 세상에 모습을 드러낸 진시황의 무덤은 여전히 미스터리 투성이다. 중국 당국은 진시황의 무덤이 너무 방대해서 현대 기술로도 훼손 없이 발굴하는 게 불가능하다고 판단했다. 발굴 과정에서 발생할 사고도 당국에게는 위험 요소였다. 과거 진시황릉에 수은 강이 흐른다는 이야기는 과장된 전설로만 여겨졌지만, 2016년 현지 고고학자들은 무덤 속 수은 강의 이야기가 사실이라는 연구결과를 내놓기도 했다. 치명적인 수은 강과 무덤을 보호하려 만들어진 함정, 여기에 방대한 규모와 발굴 비용, 발굴 기술과 훼손 우려 등 다양한 이유로 진시황릉을 바라만 봐야 했던 중국 연구진이 새로운 방법을 고안해냈다. 바로 뮤온 입자 탐지기다.영국 더 타임스의 16일 보도에 따르면 중국 쓰촨성에 있는 지하연구시설(CJPL) 연구진은 뮤온(Muon) 단층촬영을 통해 진시황릉을 훼손시키지 않고도 내부 구조를 정밀하게 살필 수 있다고 주장했다. 뮤온은 우주선(cosmic rays·우주에서 쏟아지는 고에너지 입자)이 대기와 충돌할 때 생기는 입자다. 뮤온은 비어 있는 공간(공동)을 지날 때는 상호작용이 없는 반면 돌이나 콘크리트 등을 통과할 때는 흡수되거나 굴절되는 특성이 있다. 투과하는 물질에 따라 입자의 특성이 달라지는 특성이 있는데 이를 잘 이용하면 지하 공간 등을 이미지 화 할 수 있다. 이러한 방식은 2017년 이집트 피라미드 내부를 탐사할 때도 사용됐다. CJPL 연구진은 “황실무덤과 같은 대형 우물의 내부 구조를 비침습적으로 탐지하는 데 있어서 고고학에서 사용되는 전통적인 방식으로는 한계가 있다”면서 “고고학 분야에 대한 뮤온 방사 촬영은 전통적인 고고학 발굴 방식의 보완책이 될 수 있다”고 설명했다. 또 중국 당국의 지원을 통해 예비 실험을 했다고 밝히면서 “예비 실험 결과 진시황릉 지하를 탐사하는데 뮤온 방사 촬영이 타당하다는 것을 확인했다”고 덧붙였다.선전남방과학기술대학의 지구물리학자인 양디쿤 박사는 사우스차이나모닝포스트(SCMP)와 한 인터뷰에서 “이 기술을 이용해 진시황의 무덤을 스캐닝하려는 연구진의 제안은 매우 실현 가능한 것으로 보인다”면서 “다만 뮤온 방사능 탐지기가 병마용과 같은 내부 유물을 손상하지 않는 선에서 물리적으로 무덤 아래쪽에 설치되어야 한다는 숙제가 있다”고 밝혔다. 현지 고고학자들은 진시황릉의 ‘지하 세계’가 여전히 손상되지 않았을 가능성이 크다고 보고 있다. 도굴꾼들이 무덤에 구멍을 뚫는 데 성공한 적이 있다는 증거도 발견되지 않았다. 한편, 진시황릉은 전 세계적으로 가장 경이로운 고고학 유적지이자 독특한 건축학의 총체로 꼽힌다. 병마용갱은 진시황릉에 부속된 외부 구역에 불과할 뿐이며, 진시황이 실제로 묻힌 무덤의 규모는 무려 211만㎡(70만평)에 이르는 것으로 알려졌다.
  • 하루 2시간씩 초음파 치료받았더니 치매가…

    하루 2시간씩 초음파 치료받았더니 치매가…

    국내 연구진이 알츠하이머 치매를 초음파로 치료하는 방법을 개발해 주목받고 있다. 광주과학기술원(GIST) 의생명공학과 연구팀은 초음파를 이용한 뇌자극으로 알츠하이머의 원인 물질로 알려진 베타 아밀로이드 단백질 축적을 줄이고 뇌신경의 연결성을 개선할 수 있다고 20일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘중개 신경퇴화’(Translational Neurodegeneration)에 12월 7일자로 실렸다. 백세시대가 되면서 많은 사람들이 건강하게 노년을 보내는 것에 관심이 높아지고 있다. 과거 불치의 병이라고 불렸던 암의 경우 과학기술의 발달로 관리가능한 질병이 되고 있지만 치매는 여전히 수수께끼의 영역으로 남아 품위있는 노년을 방해하는 주요 원인이 되고 있다. 특히 치매의 60~70%를 차지하는 알츠하이머는 베타아밀로이드, 타우단백질이 뇌에 축적되면서 신경퇴행, 인지기능 저하를 유발시키는 질병이다. 이에 많은 연구진이 베타아밀로이드 단백질 축적을 차단하기 위해 알츠하이머 치료제 개발에 나서고 있지만 큰 진전을 보이지 못하고 있는 상황이다. 연구팀은 약물 대신 알츠하이머를 유발시킨 생쥐의 뇌를 감마파에 해당하는 40㎐(헤르츠)의 초음파로 자극하는 실험을 했다. 생쥐 머리 양 옆에 초음파 발생 패드를 부착한 뒤 자유롭게 움직일 수 있는 상태에서 하루 2시간씩 2주간 초음파 자극을 시행한 것이다. 그 결과 뇌 속 베타 아밀로이드 축적수치가 감소한 것이 확인됐으며 40㎐ 대역의 뇌파가 증가한 것이 확인됐다. 이는 뇌신경회로가 활성화되면서 뇌 기능이 향상됐다는 것을 의미한다. 이번 연구는 기존의 약물치료의 한계를 넘어설 수 있는 방법으로 주목받고 있으며 임상적 활용 가능성도 높은 것으로 평가받고 있다. 김태 GIST 교수는 “이번 연구는 약물을 사용하지 않고 바늘이나 메스를 뇌에 직접 대지 않는 비침습적 방법으로 베타 아밀로이드 단백질을 감소시킬 수 있어 사람을 대상으로 한 임상시험을 거쳐 빠른 시일 내에 활용될 수 있도록 추가 연구를 진행할 것”이라고 설명했다.
  • ‘플라스마 제트’로 난치성 중이염 치료한다 (연구)

    ‘플라스마 제트’로 난치성 중이염 치료한다 (연구)

    고막에서 달팽이관 사이 공간에 염증이 생기는 질병인 중이염은 소아에서 생기는 가장 흔한 감염병 가운데 하나다. 다행히 대부분의 중이염은 쉽게 치료할 수 있으나 일부 중증 환자에서는 뇌수막염 같은 치명적인 합병증으로 진행할 수 있다. 중이염 치료에서 한 가지 문제점은 세균 감염을 없애기 위해 사용되는 항생제가 세균에 도달하기 어렵다는 것이다. 세균도 거친 환경에서 살아남기 위해서 다른 세균과 협력한다. 대표적인 협력 방법은 세균 공동체를 보호하는 보호막인 생물막(biofilm)을 만드는 것이다. 세균의 분비물로 형성된 생물막은 인체의 내부 장기에도 생길 수 있다. 세균 입장에서는 인체의 면역 시스템이나 항생제 같은 외부의 위협을 방어하는 수단이다. 중이염을 일으키는 세균 역시 고막 뒤에 생물막을 형성할 수 있다. 이런 식으로 세균이 항생제와 면역 시스템을 회피하면 결국 수술적 치료를 통해 중이염을 치료할 수밖에 없다. 미국 일리노이 대학 연구팀은 수술보다 덜 침습적이고 상당수 어린아이인 환자들이 더 쉽게 받아들일 수 있는 대안을 연구했다. 이들이 개발한 장치는 마치 고막을 보는 장비인 검이경(otoscope)처럼 생겼지만, 고막 내부를 보는 대신 미세한 플라스마 제트(plasma jet)를 발사한다는 차이점이 있다. 플라스마는 이온핵과 자유전자로 이루어진 고온의 물질로 사실 우주에 가장 흔한 물질 형태다. 하지만 대부분 고온의 고에너지 입자이기 때문에 세균이나 생물막을 쉽게 파괴할 수 있다. 하지만 너무 강력한 플라스마 제트를 발사하면 고막도 크게 손상될 수 있으므로 매우 미세한 플라스마 제트를 여러 개 발사한다. 물론 세균은 다 죽일 수 없지만, 대신 생물막을 찢는 일은 가능하다. 미세한 바늘로 찔러 풍선을 터트리는 것 같은 원리다. 이렇게 되면 항생제와 면역 시스템이 훨씬 세균을 효과적으로 파괴할 수 있어 치료 효과가 훨씬 좋아진다. 이 방법의 가장 큰 장점은 물리적으로 생물막을 파괴하므로 내성균에 대한 우려가 없다는 점이다. 다만 사람에서 임상 시험을 하기 전 효과와 안전성에 대한 충분한 검증이 필요하다. 연구팀은 우선 고막 모형을 만들어 녹농균 생물막에 대한 치료 효과를 검증했다. 그 결과 15분간의 플라스마 제트 치료가 고막 손상 없이 대부분의 녹농균과 생물막을 파괴한다는 사실을 확인했다. 남아 있는 세균 역시 적은 양의 항생제로 쉽게 치료가 가능했다. 물론 플라스마 제트 치료기가 정식 승인받기 위해서는 다른 치료법과 마찬가지로 동물 실험을 통한 전임상 단계와 임상 단계를 거쳐 안전성과 효과를 입증해야 한다. 사실 상당수 치료기와 신약이 이 단계를 넘기지 못하고 사장된다. 하지만 이런 도전과 연구를 통해 의학 기술이 지금처럼 발전할 수 있었다. 실패할 가능성이 있지만, 많은 과학자들이 참신한 아이디어를 가지고 끊임없이 도전하는 이유다.
  • 첨단기술로 푼 1900년 전 미라의 비밀…아이 배 속에서 풍뎅이 발견

    첨단기술로 푼 1900년 전 미라의 비밀…아이 배 속에서 풍뎅이 발견

    미국 과학자들이 손상 없이 미라 내부를 들여다볼 수 있는 신기술을 개발했다. 25일(현지시간) CNN은 시카소 노스웨스턴대 의과대학과 아르곤국립연구소, 덴버 메트로폴리탄 주립대학교 전문가로 구성된 연구팀이 1911년 이집트 하와라에서 발견된 미라의 주인공에 대해 몇 가지 단서를 알아냈다고 보도했다. 2017년 무렵부터 실험을 진행한 연구팀은 지금까지와는 전혀 다른 방법으로 미라의 주인공을 밝혀내는 데 집중했다. 마이크로-컴퓨터단층촬영(CT) 기술과 싱크로트론 X레이 회절분석을 조합한 첨단 기술을 활용했다. 첨단 방사광가속기 APS(Advanced Photon Source) 고성능 엑스레이 빔을 쏴 의료용CT의 100배에 달하는 3차원(3D) 이미지를 얻었다.마이크로CT와 방사광 X레이 회절분석을 활용한 뼈와 치아 구조 분석 선구자인 스튜어트 R. 스톡 노스웨스턴대학교 교수는 “CT 스캔을 통해 미라 내용물의 3차원 로드맵을 만들었다. 사람 머리카락 직경보다 작은 X선 빔을 미라 위에 비추며 내부를 확인했다”고 설명했다. 한 세기 가까이 미라 내부는 침습적 방법을 통해 확인했다. 비파괴검사를 적용한 건 이번이 처음이다.1911년 이집트 하와라에서 발견된 미라는 1900년 전 로마 시대 때 만들어진 것으로 ‘하와라 초상화 미라 4번’이라는 이름으로 불린다. ‘하와라 초상화 미라’는 1888~1889년과 1910~1911년 고대 이집트 하와라 지역에서 발견된 미라들로 윗부분에 초상화가 그려진 점이 특징이다. 발견 당시 마 소재로 둘러싸여 있었던 미라는 초상화에 성인 여성이 그려져 있는 것과 달리 크기가 매우 작아 궁금증을 자아냈다. 과학자들은 미라가 몸무게 23㎏, 신장 94㎝ 상당의 여자 어린이의 것이라는 사실을 밝혀냈다. 신기술을 이용해 두개골과 치아 상태 등을 살핀 결과 영구치도 나지 않은 어린이의 나이는 5세 정도로 추정됐다.특히 장기를 모두 꺼낸 미라의 배 부분에서 발견된 탄산칼슘 덩어리가 눈길을 끌었다. 분석 결과 방해석으로 만들어진 7㎜짜리 풍뎅이 조각이었다. 스톡 교수는 “풍뎅이는 부활의 상징”이라면서 내세에서 고인의 영혼을 지켜달라는 의미의 부적으로 넣은 것으로 판단했다. 또 시신을 미라로 만들고 조각품까지 넣은 것으로 보아 상류층이었을 것으로 분석했다. 다만 미라의 주인이 왜 죽었는지는 밝혀내지 못했다. 일단 미라 속 어린이는 특별한 외상이 없는 것으로 조사됐다.  권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr
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